• Journal of Communications and Networks
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• 제10권4호
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• pp.455-464
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• 2008

To provide network services consistently under various network failures, enterprise networks increasingly utilize path diversity through multi-homing. As a result, multi-homed non-transit autonomous systems become to surpass single-homed networks in number. In this paper, we address an inevitable problem that occurs when networks with multiple entry points deploy firewalls in their borders. The majority of today's firewalls use stateful inspection that exploits connection state for fine-grained control. However, stateful inspection has a topological restriction such that outgoing and incoming traffic of a connection should pass through a single firewall to execute desired packet filtering operation. Multi-homed networking environments suffer from this restriction and BGP policies provide only coarse control over communication paths. Due to these features and the characteristics of datagram routing, there exists a real possibility of asymmetric routing. This mismatch between the exit and entry firewalls for a connection causes connection establishment failures. In this paper, we formulate this phenomenon into a state-sharing problem among multiple fire walls under asymmetric routing condition. To solve this problem, we propose a stateful inspection protocol that requires very low processing and messaging overhead. Our protocol consists of the following two phases: 1) Generation of a TCP SYN cookie marked with the firewall identification number upon a SYN packet arrival, and 2) state sharing triggered by a SYN/ACK packet arrival in the absence of the trail of its initial SYN packet. We demonstrate that our protocol is scalable, robust, and simple enough to be deployed for high speed networks. It also transparently works under any client-server configurations. Last but not least, we present experimental results through a prototype implementation.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권8호
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• pp.25-34
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• 2006

본 논문에서는 중첩된 모바일 에드혹 네트워크들로 구성된 IPv6기반 멀티홈드된 이동형 네트워크 아키텍쳐로서 DynaMoNET을 제안한다. 각 모바일 에드혹 네트워크는 무선 개인영역 네트워크를 통해서 동적으로 구성된다. 고정된 모바일 라우터 대신에 각 에드혹 네트워크는 DynaMoNET 내에서 루트 모바일 라우터로서 동작할 수 있는 모바일 라우터를 보유하며 루트 모바일 라우터는 전체 이동형 네트워크를 위하여 외부 인터넷과의 안정적인 연결성을 제공한다. 본 논문은 멀티홈드 이동형 네트워크를 위한 새로운 핸드오버 프로토콜, 다중 판단요소를 고려한 망 전환 판단 알고리즘, 토큰 기반의 루트 모바일 라우터 선출 알고리즘, 고속 모바일 라우터 경로 탐색 알고리즘 및 안정적인 인터넷 접속을 지원하는 통신 장애 회피 메카니즘 등을 포함한다. 마지막으로 모바일 라우터의 시스템 아키텍쳐를 자세히 소개한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권1호
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• pp.79-95
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• 2016

In order to improve the Quality-of-Service (QoS) of latency sensitive applications in next-generation cellular networks, multi-path is adopted to transmit packet stream in real-time to achieve high-quality video transmission in heterogeneous wireless networks. However, multi-path also introduces two important challenges: out-of-order issue and reordering delay. In this paper, we propose a new architecture based on Software Defined Network (SDN) for flow aggregation and flow splitting, and then design a Multiple Access Radio Scheduling (MARS) scheme based on relative Round-Trip Time (RTT) measurement. The QoS metrics including end-to-end delay, throughput and the packet out-of-order problem at the receiver have been investigated using the extensive simulation experiments. The performance results show that this SDN architecture coupled with the proposed MARS scheme can reduce the end-to-end delay and the reordering delay time caused by packet out-of-order as well as achieve a better throughput than the existing SMOS and Round-Robin algorithms.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권5호
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• pp.959-975
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• 2011

Wireless mesh networks enlarge the wireless coverage area by interconnecting relatively stationary wireless routers (mesh routers). As wireless mesh networks are envisioned to provide high-bandwidth broadband Internet service to a large community of users, the Internet gateway, which acts as a central point of Internet attachment for the mesh networks, is likely to suffer heavily from the scramble for shared wireless resources because of aggregated traffic toward the Internet. It causes performance decrement on end-to-end transmissions. We propose a scheme to balance the load in a mesh network based on link quality variation to different Internet gateways. Moreover, under the mesh coverage, mobile nodes can move around and connect to nearby mesh routers while still keeping the connections to the Internet through the best gateway in terms of link quality. In this structure, gateways perform the balancing procedure through wired links. Information about gateways and mobile node's location is distributed appropriately so that every mesh router can quickly recognize the best gateway as well as the positions of mobile nodes. This distributed information assists mobile nodes to perform fast handoff. Significant benefits are shown by the performance analysis.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.199-211
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• 2009

최근 무선네트워크 기술은 이동 응용프로그램을 위해 이종통신망 연결패스 상에서 병렬로 스트라이핑 데이터 기술을 이용해 고속 데이터를 전달을 가능케 한다 [2]. 전통적으로 대역폭지연프로덕트(BDP) 기반에서 고속전송은 송신자 측에서 다중 TCP 소켓의 튜닝을 요구한다. 더욱이, 메모리와 네트워크 요구의 균형을 유지하는 ATBT같은 기술은 유선기반의 단일 소켓상에서 하나의 플로우만 가정하여 설계되었다. 그러므로 본 논문은 여러 무선 패스를 경유하는 이종 무선네트워크 상에서 고속전송을 가능케하는 스트라이핑 전송기술에 적합한 버퍼튜닝 기술을 제안한다. 제안 기술은 이동성, 링크손실, 대역폭변동성 등의 특징을 지닌 무선 멀티홈 모바일 호스트상에서 작동하는 전송계층에서의 자원관리기술이다. 실험을 통하여 유선기반의 ATBT를 본 환경에 적용한 것보다 메모리, 평균 전송량에 있어 제안 기술의 성능이 우수하다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.234-237
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• 2005

본 논문에서는 중첩된 이동네트워크(nested mobile network) 환경에서 멀티홈 기능을 지원하도록 구현한 내용을 기술한다. 멀티 흠 환경에서 이동 노드는 중첩도가 낮은 이동 네트워크를 우선적으로 선택하도록 설계 구현하였다. 구현된 중첩 이동 네트워크 시스템은 계층적 프리픽스 위임 기법에 기반한 경로 최적화(Hierarchical Prefix Delegation)를 지원하고 있다. 구현된 시스템을 테스트한 결과 이동 노드 이동 라우터, 흠 에이전트 등이 기대한 대로 동작함을 확인하였는데, 특히 멀티 흠 환경에 접속된 모바일 노드는 중첩도가 낮은 이동라우터를 성공적으로 선택하여 통신한다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (D)
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• pp.690-694
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• 2006

동적인 이동 네트워크는 다중의 무선 Ad-hoc 네트워크들로 구성된 독립적인 WPAN(Wireless Personal Network)이 모인 이동 네트워크의 한 종류이다. 휴대폰과 같은 모바일 장치들이 동적인 이동 네트워크에서 모바일 라우터로 동작하기 때문에 트래픽 과부하, 네트워크 신뢰도, 에너지 소모율 등의 네크워크 fail과 관련된 문제점 들이 제시된다. 따라서 동적인 이동 네트워크에서 fault tolerant 메커니즘은 필수적인 이슈가 될 것이다. 본 논문에서는 빠른 경로 변경 메커니즘과 추가적인 모바일 라우터 선정 메커니즘을 이용하여 향상된 fault tolerant 메커니즘을 제시한다. 최종적으로 모의실험을 통해 에너지 소모율과 패킷 손실 측면에서의 효율성을 보여줄 것이다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권7호
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• pp.2354-2370
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• 2015

The advantages of employing SCTP-based Concurrent Multipath Transfer (CMT) have been demonstrated to be very useful for data delivery over multi-homed wireless networks. However, there is still significant ongoing work addressing some remaining limitations and challenges. The most important concern when applying CMT to data delivery is related to handling packet reordering and buffer blocking. Another concern on this topic is that current sender-based CMT solutions seldom consider balancing the overhead and sharing the load between the sender and receiver. This paper proposes a novel Receiver-driven Cooperation-based Concurrent Multipath Transfer solution (CMT-Rev) with the following aims: (i) to balance overhead and share load between the sender and receiver, by moving some functions including congestion and flow control from the sender onto receiver; (ii) to mitigate the data reordering and buffer blocking problems, by using an adaptive receiver-cooperative path aggregation model, (iii) to adaptively transmit packets over multiple paths according to their receiver-inspired sending rate values, by employing a new receiver-aware data distribution scheduler. Simulation results show that CMT-Rev outperforms the existing CMT solutions in terms of data delivery performance.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권1호
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• pp.10-23
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• 2009

본 논문에서 에너지 효율적 이종망간 핸드오버를 지원하는 새로운 모바일 단말 소프트웨어 아키텍쳐를 제안한다. 기존 방식은 L3 핸드오버를 IETF Mobile IP에 의존하고 있어 Mobile IP가 가지는 이동성 검출 방식의 문제점을 그대로 가지며 동시에 이종의 네트워크 환경에 대한 어떠한 지원도 없으므로 중첩된 다중망 상황에서 불필요한 핸드오버를 자주 수행하게 되어 네트워크와 단말에 심각한 오버로드를 유발시킨다. 이에 반해 제안하는 방식은 단말기반의 망선택 및 전환을 수행하는 구조로서 단말에서 망상태를 주기적으로 모니터링하고 최적의 망을 선택하여 결정된 망으로의 L3 핸드오버 명령을 Mobile IP에 지시하는 형태로 불필요한 에너지 소모를 최소화한다. 망선택 방식은 단말의 속도 기반 망선택 및 전력소모 예측 등을 통해 핸드오버 대상이 될 망들을 선별한 후 단말이 요구하는 QoS, 네트워크 상태, 사용자의 선호도 및 단말의 배터리 상태 등을 종합적으로 고려하여 최종적으로 최적의 네트워크를 선택하는 방식을 취한다. 마지막으로 본 논문에서 제시하는 에너지 효율적 이종망간 핸드오버 아키텍쳐를 실제 단말에 적용하여 그 기능 및 성능을 검증한다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권10호
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• pp.4703-4723
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• 2018

In recent years, dense small cell network has been deployed to address the challenge that has resulted from the unprecendented growth of mobile data traffic and users. It has proven to be a cost efficeient solution to offload traffic from macro-cells. Software defined heterogeneous wireless network can decouple the control plane from the data plane. The control signal goes through the macro-cell while the data traffic can be offloaded by small cells. In this paper, we propose a framework for cell virtualization and user association in order to satisfy versatile requirements of multiple tenants. In the proposed framework, we propose an interference graph partioning based virtual-cell association and customized physical-cell association for multi-homed users in a software defined small cell network. The proposed user association scheme includes 3 steps: initialization, virtual-cell association and physical-cell association. Simulation results show that the proposed virtual-cell association outperforms the other schemes. For physical-cell association, the results on resource utilization and user fairness are examined for mobile users and infrastructure providers.